Tolerâncias de Engenharia Explicadas: Definição, Tipos e Aplicações Práticas

Na engenharia mecânica, as tolerâncias definem o desvio permitido das dimensões atribuídas. O uso de tolerâncias ajuda a garantir que o produto final seja prontamente utilizável, especialmente se for parte de um conjunto maior.

Não definir uma tolerância em uma área crítica pode tornar a peça inutilizável de acordo com a intenção do projeto, pois cada método de fabricação vem com um certo nível de imprecisão.

No entanto, definir uma tolerância adequada garante que a empresa de manufatura saiba abordar alguns pontos específicos no processo de produção com mais atenção. Isso pode ser a diferença entre peças que se encaixam perfeitamente e sucata.

O que é Tolerância na Engenharia?

Tolerância de engenharia é a variação permitida nas medições derivadas da medição base.

As tolerâncias podem se aplicar a muitas unidades diferentes. Por exemplo, as condições de trabalho podem ter tolerâncias para temperatura (°C), umidade (g/m³), etc. Na engenharia mecânica, estamos falando principalmente sobre tolerâncias que se aplicam a dimensões lineares, angulares e outras dimensões físicas.

Mas independentemente da unidade, uma tolerância declara um intervalo de medição aceitável a partir do ponto base (valor nominal). Digamos que você esteja projetando uma peneira para separar seixos de 3,5 mm de seixos de 2,5 mm. Você quer que os seixos menores caiam pelos furos enquanto mantém os maiores na peneira.

As peças maiores de rochas variam em tamanho entre 3,3 mm e 3,7 mm. As menores estão na faixa de 2,3…2,7 mm. Para garantir que apenas as menores, todas elas, realmente caiam pelos furos enquanto mantém as maiores na peneira, você pode definir o valor nominal para o diâmetro do furo como 2,8 mm. Ao mesmo tempo, a precisão de fabricação significará que você pode acabar com alguns furos em 2,6 mm.

Adicionar um limite inferior de -0 mm e um limite superior de +0,3 mm garante que todos os furos estarão entre 2,8 e 3,1 mm de diâmetro.

Ponto Principal

A tolerância de engenharia é o limite ou limites permitidos de variação em:

• uma dimensão física;
• um valor medido ou propriedade física de um material, objeto fabricado, sistema ou serviço;
• outros valores medidos (como temperatura, umidade, etc.);
• em engenharia e segurança, uma distância física ou espaço (tolerância), como em um caminhão, trem ou barco sob uma ponte, bem como um trem em um túnel (ver bitola de estrutura e bitola de carregamento);
• em engenharia mecânica, o espaço entre um parafuso e uma porca ou um furo, etc.

Dimensões, propriedades ou condições podem ter alguma variação sem afetar significativamente o funcionamento de sistemas, máquinas, estruturas, etc. Uma variação além da tolerância (por exemplo, uma temperatura muito quente ou muito fria) é dita não conforme, rejeitada ou excedendo a tolerância.

Considerações ao Definir Tolerâncias

Uma preocupação primária é determinar quão amplas as tolerâncias podem ser sem afetar outros fatores ou o resultado de um processo. Isso pode ser feito pelo uso de princípios científicos, conhecimento de engenharia e experiência profissional. Uma investigação experimental é muito útil para investigar os efeitos das tolerâncias: Design de experimentos, avaliações formais de engenharia, etc.

Um bom conjunto de tolerâncias de engenharia em uma especificação, por si só, não implica que a conformidade com essas tolerâncias será alcançada. A produção real de qualquer produto (ou operação de qualquer sistema) envolve alguma variação inerente de entrada e saída.

Erro de medição e incerteza estatística também estão presentes em todas as medições. Com uma distribuição normal, as caudas dos valores medidos podem se estender bem além de mais e menos três desvios padrão da média do processo. Porções apreciáveis de uma (ou ambas) caudas podem se estender além da tolerância especificada.

A capacidade de processamento de sistemas, materiais e produtos precisa ser compatível com as tolerâncias de engenharia especificadas. Controles de processo devem estar em vigor e um sistema eficaz de gestão da qualidade, como Gestão da Qualidade Total, precisa manter a produção real dentro das tolerâncias desejadas.

Um índice de capacidade de processo é usado para indicar a relação entre tolerâncias e produção real medida.

A escolha das tolerâncias também é afetada pelo plano de amostragem estatística pretendido e suas características, como o Nível de Qualidade Aceitável. Isso se relaciona à questão de se as tolerâncias devem ser extremamente rígidas (alta confiança em 100% de conformidade) ou se alguma pequena porcentagem de fora de tolerância pode às vezes ser aceitável.

Tipos de Tolerâncias

Hoje, existem 14 tipos de tolerâncias geométricas pelo número de símbolos, e 15 tipos baseados na classificação.

Estes são agrupados em tolerância de forma, tolerância de orientação, tolerância de posição e tolerância de batimento, que podem ser usados para indicar todas as formas.

Seguem os três tipos de tolerâncias usados em medições:

• Tolerâncias unilaterais
• Tolerâncias bilaterais
• Tolerâncias compostas.

1. Tolerâncias Unilaterais

Quando as duas dimensões limite estão apenas acima do tamanho nominal, como mostrado na figura, ou apenas abaixo do tamanho nominal, então a tolerância é dita unilateral.

2. Tolerâncias Bilaterais

Quando a dimensão de dois limites está acima e abaixo do tamanho nominal, então as tolerâncias são ditas bilaterais.

3. Tolerâncias Compostas

Tolerância composta é determinada pelas tolerâncias estabelecidas, ou seja, a combinação de mais de um tipo de tolerâncias são chamadas tolerâncias compostas, os diferentes tipos de tolerâncias podem ser angulares, laterais, etc.

Por Exemplo: Na figura, tolerâncias na dimensão 'l' dependem das tolerâncias de L, h e θ. Esta tolerância composta em 'l' é o efeito combinado destas três tolerâncias. A tolerância mínima em 'l' será correspondente a L-b, θ+∝, e h+c.

Perguntas Frequentes.

O que é Tolerância de Engenharia?

Tolerância de engenharia é a variação permitida nas medições derivadas da medição base. As tolerâncias podem se aplicar a muitas unidades diferentes.

Quais são os tipos de Tolerância?

Tipos de Tolerâncias
1. Tolerâncias Unilaterais
2. Tolerâncias Bilaterais
3. Tolerâncias Compostas.